為電器供電的雙輸出非隔離開關電源

現(xiàn)代電器有一系列功能主要靠微控制器和輔助電路來實現(xiàn)。雖然傳統(tǒng)的鐵芯變壓器可以為微控制器提供與交流電源線隔離的低壓電源，但把處理器的控制信號耦合到電源線路一側的電源開關則需要另一層的電氣隔離，如光耦合器或脈沖變壓器。
　　如果使用非隔離的交流電線路為微控制器及其輔助電路供電，設計人員就可以避免增加隔離元件的復雜性和費用。離線SMPS（開關電源）可以很方便地產(chǎn)生一個低電壓，但是要獲得多種不同電壓被證明是有難度的，需要相對復雜的設計。
　　作為一個備選方案，你可以使用單片SMPS控制器，如STMicroelectronics公司的Viper22A （即IC₁），在88V~265V的交流線路電壓范圍內(nèi)提供高達3.3W的雙電壓穩(wěn)壓電源（圖1）。如果元件值如圖所示，該電路可在輸出電流為300 mA時，提供-5V±5%的輸出電壓；在輸出電流為150 mA時，提供-12V±10%的輸出電壓。
　　Viper22A的內(nèi)部電路包括一個60kHz時鐘振蕩器、一個電壓基準、過熱保護電路和一個可以提供數(shù)瓦功率的高壓功率MOSFET。雖然Viper22A采用8引腳封裝，但實際工作時只需連接其中4引腳，即工作電源引腳VDD、反饋引腳FB，以及MOSFET的源極引腳和漏極引腳。其余的引腳，即備份源極引腳和漏極引腳，有助于向電路板散熱。
　　電阻器R4限制輸入浪涌電流，并兼作保護熔絲；二極管D₁對交流線路上的輸入電壓進行整流，產(chǎn)生約160V的直流電壓供給由C₁、R₁、L₁和C₂組成的濾波器。除了具有平滑的直流波紋功能外，該濾波器還可降低電磁干擾，有助于滿足歐盟標準55014 CISPR14?？缃覦₁兩端的緩沖電容器C₉有助于進一步降低傳導輻射。
　　儲能電容器C₃在MOSFET截止期間通過二極管D₃獲得正電荷，而在MOSFET導通期間為IC₁提供VDD。D₃兩端的反向電壓有可能達到整流的線路電壓峰值與最大穩(wěn)定的直流輸出電壓之和，所以D₃要采用額定峰值反向電壓為600V的快速復位二極管。
　　引腳V_OUT2上的電壓提供反饋，使穩(wěn)壓環(huán)路閉合。通用PNP晶體管Q₁的基極-發(fā)射極電壓與D6的反向電壓之和將V_OUT2設置為-5V。齊納二極管D₇將 IC₁反饋輸入端的電壓偏移到其線性范圍（0~1V）內(nèi)。為了避免補償回路的高頻不穩(wěn)定性，應使連接陶瓷電容器C₄的連線盡量短。電感器L₂由TDK SRW0913型鼓形鐵氧體磁芯和兩個線圈構成，兩線圈的匝數(shù)比確定V_OUT1的輸出電壓。為了在V_OUT1空載而V_OUT2滿載時保持穩(wěn)壓作用，要在V_OUT1和公共地之間增加了一個泄流電阻器R₅。